[发明专利]一种飞行器三维表面流动分布风洞测量方法

摘要

一种飞行器三维表面流动分布风洞测量方法，基于结构光的双目视觉三维点云重建系统和多视角图像获取系统被用于风洞三维流动分布测量。首先利用双目视觉系统对风洞试验模型表面进行三维重构，通过在模型上或者周边布置少量标记点，然后进行点云拼接处理，获得其表面的点云信息。风洞试验中，通过布置多个相机对模型进行多视角拍摄，获得模型不同视角下的表面流动信息，再通过模型或其周边布置的标记点信息，进行图像与三维点云之间的坐标系转换，将二维流动图像映射到三维点云上，从而获得飞行器三维全表面流动分布。

主权项

1.一种飞行器三维表面流动分布测量方法，其特征在于步骤如下：(1)在风洞试验模型上喷涂敏感涂层，设置多台观测相机，用于观测模型的上表面、下表面和侧面，并在观测相机旁边布置激发敏感涂层的光源；(2)设置多个圆形标记点，将标记点随机的粘贴到与风洞试验模型连接的支杆上；(3)对每一台观测相机进行标定，获得相机的内参数矩阵以及畸变参数，再通过观测相机对试验模型进行同步拍摄得到原始图像；(4)根据观测相机的内参数矩阵以及畸变参数对原始图像进行校正获得去除畸变的图像；(5)检测每幅校正后图像上的标记点，得到多组标记点的特征数据；(6)令所有观测相机同时拍摄棋盘矩阵标定板，提取各观测相机拍摄得到的标定板图像中的特征数据，进而得到各个观测相机的本征矩阵；(7)根据各个观测相机的本征矩阵，得到观测相机之间的空间位置变换关系，即观测相机三维坐标系，进而得到多组标记点在观测相机三维坐标系中的三维坐标；(8)在风洞外，设置两台重建相机，形成双目视觉系统，并对所述重建相机进行立体标定，获得空间上两台重建相机的几何关系，从而获得两台重建相机坐标系之间的变换关系；(9)通过所述双目视觉系统，重建试验模型的三维云图；(10)提取重建相机三维坐标系中模型支杆上标记点的三维坐标，与步骤(7)中得到的多组标记点在观测相机三维坐标系中的三维坐标进行匹配，进行坐标系变换，应用插值映射算法，把观测相机的图像映射到重建相机的三维点云上，获得模型全表面三维流动分布。